spider

发布日期: 2022-07-15

更新日期: 2023-08-26

文章字数: 2.2k

阅读时长: 8 分

项目

创建的项目 idea 已经集成直接选择 native c++ 项目即可
在 main 目录有一个 CMakeLists.txt 和 native-lib.cpp 是对应关系
其中 cpp 是 C 层实现的算法 txt 是指导 cpp 文件如何进行编译
find_library so 依赖一般存在于系统中
创建项目的时候包名字尽量不要有大写不知道为什么出问题卡了一个小时

add_library(
             native-lib # 链接库名 生成的 so 名字

             SHARED # 生成链接库的 类型 这里是共享库

             native-lib.cpp # 编译源文件的 相对路径
             )

在 cpp 文件中可以看到函数自带两个参数
1. JNIEnv* env : Env 环境相当于 java 和 c 交互的桥梁通过 Env 可以调用 java 层转换 java 数据类型
2. jobject / jclass : 两种情况当 native 函数被调用的时候谁调用了这个函数 jobject 就是谁. 当 native 是静态方法的时候第二个参数就是 jclass 相对的谁调用了这个静态方法 jclass 就指向谁
3. 第三个参数开始就是在 java 层定义的函数参数
在静态注册开头可以看到 extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
1. 因为静态注册是根据包名拼接进行查找函数当不指定 extern "C" 就会以 C++ 的形式进行编译 C++ 会自动进行符号修饰导致静态注册找不到函数
2. JNIEXPORT 表示函数可见性 EXPORT 的函数将会出现在 so 导出表也必须出现也就是用于指定函数的可见性和导出方式。
3. jstring 表示返回值是 java 层的 string 类型
4. JNICALL 是一个宏定义，在 JNI 中用于声明本地方法。它指示编译器生成适当的函数签名，并提供给 Java 虚拟机使用。
注意在 c 和 java 之间的数据交互是需要进行数据转换的
配置生成所有版本的 so 文件

defaultConfig {
    ndk {
        adiFilters "armeabi-v7a", "arm640v8a", "x86", "x86_64"
    }
}

在 C 层的 LOG 输出

#include <android/log.h> // 必要头文件

#define TAG "Ass"
#define LogD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, __VA_ARGS__);

// 参数对应为 日志等级 日志标签 格式化标签 参数 (这里如果是 c++ 参数 需要转换为 c 参数)
__android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "Assists", "c str : %s", hello.c_str()); // 函数内使用语句进行输出

LogD("c str : %p", clazz); // 函数内使用语句进行输出

Env JNI_OnLoad

// 一个最简洁的 JNI_OnLoad 函数 在 so 加载之前会被执行 可以在这进行 函数注册
JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    JNIEnv* env = nullptr; // 定义一个空指针 用于 GetEnv 的第一个 二级指针参数
    if(vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) // 判断是否成功获取 Env
        return JNI_ERR;
    return JNI_VERSION_1_6;
}

静态注册

当函数首次被调用的时候就会完成 C 和 java 层函数的绑定未找到则报错
静态注册的函数必须在导出表内

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
// 以下路径 必须 完全对应 java 层目录结构 指定 到函数
Java_com_AndroidUtils_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

动态注册

动态注册一般在 JNI_OnLoad 被调用时就已经注册完毕

jstring stringFromJNI_Reg(JNIEnv *env, jobject) {
    return  env->NewStringUTF("stringFromJNI_Reg");
}

// typedef struct {
//     const char* name; // 指定 Java 层函数名
//     const char* signature; // smali 形式的 参数 与 返回值
//     void*       fnPtr; // 一个指针 指向 C层函数
// } JNINativeMethod;
static const JNINativeMethod nativeMethods[] = {
        // 内部每个 都是上面的结构体
        {
                "stringFromJNI_Reg",
                "()Ljava/lang/String;",
                (jstring *) stringFromJNI_Reg
        },
};

// 一个最简洁的 JNI_OnLoad 函数 在 so 加载之前会被执行 可以在这进行 函数注册
JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = nullptr; // 定义一个空指针 用于 GetEnv 的第一个 二级指针参数
    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) // 判断是否成功获取 Env
        return JNI_ERR;

    // 当没有报错 成功获取到 Env 则开始动态注册
    jclass jClass = env->FindClass("com/utils/MainActivity"); // 查找需要动态绑定的类

    // 第一个参数 注册函数 所在的类
    // 第二个参数 指定方法结构体 数组 JNINativeMethod
    // 第三个参数 每个方法的大小 可以用 sizeof 计算 防止不同 位数 cpu 大小不同
    env->RegisterNatives(jClass, nativeMethods, sizeof(nativeMethods) / sizeof(JNINativeMethod));

    return JNI_VERSION_1_6;
}

**注意 : ** C++ 版本的动态注册就是对 C 版本的一个封装隐藏掉了第一个参数 JNIEnv 所以当 so 拖入 ida 进行反编译的时候第一个参数都可以忽略掉所有函数参数位置都需要后移一位

Jni 调用 java

`JNI` 创建 `java` 层对象

通过获取对象的 init 构造方法 new 一个对象

jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
jmethodID methodId = env->GetMethodID(cls, "<init>", "()V");
jobject obj = env->NewObject(cls, methodId);
LogD("C << %p", obj)

另外一种方式创建对象

jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
jmethodID methodId = env->GetMethodID(cls,"<init>", "(Ljava/lang/String;)V");
jobject obj = env->AllocObject(cls); // 分配类内存空间 并没有进行实例化
jstring c_str = env->NewStringUTF("c_str"); // 因为上面调用一个需要参数的 构造函数 所以这 new 一个 java 字符串
// 这里调用父类方法 进行实例化 最终实例化的对象就是在上面分配的 obj 空间内
env->CallNonvirtualVoidMethod(obj,cls,methodId,c_str);

LogD("C << %p", obj)

`JNI` 操作 `java` 属性

// 首先还是获取类对象
jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
// 然后获取 Field ID
jfieldID fieldId = env->GetStaticFieldID(cls,"name", "Ljava/lang/String;");
// 获取 java 层字段
jstring j_str = static_cast<jstring>(env->GetStaticObjectField(cls, fieldId));

// 设置 指定字段的值
env->SetStaticObjectField(cls,fieldId,env->NewStringUTF("C value"));

// 强转为 C 层类型
char* c_str = const_cast<char *>(env->GetStringUTFChars(j_str, nullptr));
LogD("C << %s", c_str)

`JNI` 调用 `java` 方法

大体上调用流程都一样
只要分辨返回值参数

// 调用静态方法 	无参

// 首先还是获取类对象
jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
// 找到方法 ID
jmethodID methodId = env->GetStaticMethodID(cls,"staticMethods","()V");
// 调用指定方法
env->CallStaticVoidMethod(cls,methodId);

// 调用实例方法 	传参

// 首先还是获取类对象
jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
// 找到方法 id
jmethodID methodID = env->GetMethodID(cls, "MethodsArgs", "(Ljava/lang/String;)V");

// 因为是实例方法 所以需要 new 出来一个对象
// 获取 init
jmethodID JInitID = env->GetMethodID(cls, "<init>", "()V");
// 实例化一个对象
jobject obj = env->NewObject(cls, JInitID);

// 调用实例方法
env->CallVoidMethod(obj, methodID, env->NewStringUTF("C value"));

可以看到有 CallVoidMethodV CallVoidMethodA CallVoidMethod 三种调用方式
CallVoidMethod 内部其实就是 CallVoidMethodV 的封装后面的可变参数在内部进行了处理就不要自己操作
CallVoidMethodA 同理不过最终处理完毕的是一个指针再进行调用
**平时直接使用 CallVoidMethod 即可 **

`JNI` 调用 `java` 层父类方法

前面创建对象的时候已经使用过了 env->CallNonvirtualVoidMethod
所有带有 Nonvirtual 的 env 函数都是调用父类方法参数相同

全局引用

jclass GlobalRefCls;

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_utils_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject) {

    // 首先还是获取类对象 (通过这种方式获取的类 都是局部引用 在函数执行完毕之后 就会被释放)
    // 就算你把定义 cls 的代码放在全局也不行
    // 如果希望 跨函数使用 需要套一层 并且 定义 放在 全局
    jclass cls = env->FindClass("com/utils/Test");
    // 将 cls 变为全局引用
    // 以下 cls 就可以在其他函数中使用
    GlobalRefCls = static_cast<jclass>(env->NewGlobalRef(cls));

    // 当需要释放的时候就要调用
    env->DeleteGlobalRef(GlobalRefCls);

    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

这里的释放不只是全局引用需要释放
获取到的指针类型都需要释放 nullptr 注意这个类型的释放

`init` 和 `initarray`

两个函数的执行优先级比 JniOnLoad 高 init > initarray > JniOnLoad
一般加固都会把 so 解密放在这两个内 initarray 可以有多个函数执行顺序也可以不一样
一般执行到 JniOnLoad 的时候 so 就已经是解密状态了

// 函数名字可以随便起
// 如果 constructor 后面没有跟函数 那么就是按顺序执行 initArray 函数
// 在内部 跟上数值 ( 推荐 大于 100 的是数) 这个值越小越早执行
// 如果没有指定数字 会在最后执行
// 在 so 逆向的时候 已经排好顺序了
__attribute__ ((constructor(201))) void initArray2(){
    LogD("initArray2 call")
}
__attribute__ ((constructor(200))) void initArray1(){
    LogD("initArray1 call")
}

// 在编译之后 名字就变成 .init_proc 了
extern "C" void _init(){
    LogD("_init call");
}

`onCreate` `native` 化

其实就是通过重新定义一个 onCreate 增加 native
然后动态绑定在 c 层实现 java 层的全部流程即可
相当于前面所有流程的结合使用

林木木

https://www.assistest.cn/2022/07/15/ndk-kai-fa/

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在 C 层的 LOG 输出

静态注册

动态注册

Jni 调用 java

JNI 创建 java 层对象

JNI 操作 java 属性

JNI 调用 java 方法

JNI 调用 java 层父类方法

全局引用

init 和 initarray

onCreate native 化

白嫖才是动力

`JNI` 创建 `java` 层对象

`JNI` 操作 `java` 属性

`JNI` 调用 `java` 方法

`JNI` 调用 `java` 层父类方法

`init` 和 `initarray`

`onCreate` `native` 化